17 maja 2022
Protokół pokazuje metodę badania korelacji przestrzennej między zakończeniami presynaptycznymi, receptorami postsynaptycznymi i okołosynaptycznymi komórkami Schwanna w mięśniu brzuchatym łydki szczura przy użyciu immunohistochemii fluorescencyjnej z różnymi biomarkerami, a mianowicie: neurofilamentem 200, pęcherzykowym transporterem acetylocholiny, alfa-bungarotoksyną i S100.
Protokół ten można wykorzystać do oceny integralności i plastyczności połączenia nerwowo-mięśniowego w warunkach normalnych i patologicznych. Technika ta polega na jednoczesnym znakowaniu komórek Schwanna oraz zwierząt laboratoryjnych przed i po na pojedynczych odcinkach mięśni. Po eutanazji dorosłego samca szczura umieść go w kapturze i otwórz klatkę piersiową, aby uzyskać dostęp do serca za pomocą nożyczek i kleszczy.
Wprowadzić cewnik dożylny z lewej komory serca w kierunku aorty i przeciąć prawą wyrocznię. Następnie rozpocznij perfuzję od 100 mililitrów 0,9% soli fizjologicznej, aż krew wypływająca z prawej wyroczni będzie czysta. Następnie kontynuuj perfuzję z 250 do 300 mililitrami 4% paraformaldehydu w 0,1-molowym buforze fosforanowym lub PB pH 7,4 przez 10 minut.
Po perfuzji usuń skórę obustronnej kończyny tylnej za pomocą ostrza chirurgicznego i odsłoń obustronny nerw kulszowy i mięsień brzuchaty łydki. Ostrożnie wyciąć obustronny mięsień brzuchaty łydki od kończyny tylnej za pomocą ostrza i umieścić cały mięsień w 10 mililitrach 4% paraformaldehydu. Po dwóch godzinach usuń mięsień z roztworu i zabezpiecz go krioprotekcją w 10 mililitrach 25% sacharozy w 0,1 molowym PB przez jeden dzień w temperaturze czterech stopni Celsjusza.
Po zanurzeniu tkanki mięśniowej w roztworze sacharozy, należy ją przymocować do etapu zamrażania w przesuwanym systemie mikrotomowym za pomocą zamrożonego podłoża sekcyjnego. Pokrój mięsień poziomo wzdłuż długiej osi mięśnia o grubości 80 mikronów. Za pomocą pędzla umieść siedem sekcji kriogenicznych w każdym dołku w uporządkowany sposób na sześciodołkowej płytce hodowlanej z 10 mililitrami 0,1 mola PB. W przypadku barwienia fluorescencyjnego inkubuj cztery sekcje na studzienkę z 1,5 mililitra 0,1 molowego PB zawierającego 75 mikrolitrów 10% Triton X 100 i 45 mikrolitrów normalnej surowicy osła na wytrząsarce orbitalnej z prędkością 20 obr./min.
Po 30 minutach przenieś skrawki do 1,5 mililitra mieszanego roztworu pierwszorzędowych przeciwciał zawierających królicze włókno anty-neurologiczne 200, kozi przeciwpęcherzykowy transporter acetylocholiny w 0,1 molowym PB, w 1% normalnej surowicy osła i 0,5% Triton X 100 i inkubuj przez noc w temperaturze czterech stopni Celsjusza. Następnego dnia umyj sekcje trzy razy przez pięć minut każda w 0,1 molowym PB włączonym w wytrząsarce orbitalnej z prędkością 20 obr./min. Po ostatnim przemyciu inkubować wycinek w mieszanym roztworze przeciwciał drugorzędowych zawierających AF 488 przeciwko królikowi i AF 546 przeciwko kozom osła, a także biomarkery toksyny alfa bungaro AF 647 i falloidyny 350 zawierające w 0,1 M PB zawierające 1% normalnej surowicy osła i 0,5 Tritona x 100 przez jedną godzinę, Ochrona ich przed światłem.
Po inkubacji umyj skrawki w PB i zamontuj je na szkiełku mikroskopowym. Nałóż szkło nakrywkowe na sekcję, używając 50% gliceryny w wodzie destylowanej. Obserwuj i zobrazuj preparat za pomocą systemu obrazowania konfokalnego wyposażonego w obiektyw subiektywny 20x o aperturze numerycznej 0,75 i obiektyw 40x o aperturze numerycznej 0,95.
W przypadku wielokrotnego obrazowania fluorescencyjnego należy ustawić długości fal wzbudzenia i emisji każdego biomarkera zgodnie z opisem w manuskrypcie tekstowym. Ustaw rozdzielczość przechwytywania obrazu na 640 na 640 pikseli. Następnie ustaw początkową i końcową płaszczyznę ogniskowej.
Ustaw rozmiar kroku na jeden lub dwa mikrony. Następnie wybierz wzór głębi, przechwytywanie obrazu i serię Z. W przypadku obrazów o mniejszym powiększeniu przy 20 pikselach uchwyć obrazy stosu 40 Z w krokach co dwa mikrony za pomocą otworu o średnicy 105 mikronów.
Wybierz tryb projekcji lub topografii i projekcję intensywności na osi Z, aby zintegrować wszystkie obrazy w jednym ostrości. Aby uzyskać obrazy o większym powiększeniu przy 40 pikselach, uchwyć obrazy stosu 80 Z w kroku co jeden mikron z zoomem ustawionym na dwa i otworkiem 105 mikronów. Zintegruj wszystkie obrazy w jednym ostrym obrazie.
Zrekonstruuj obrazy w trójwymiarowym wzorze za pomocą systemu przetwarzania obrazu. Wykazano tutaj reprezentatywną korelację przestrzenną mięśnia brzuchatego łydki przyśrodkowego z włóknami nerwowymi 200 dodatnimi, pęcherzykowym transporterem acetylocholiny dodatnim zakończeniem presynaptycznym, postsynaptycznym receptorami acetylocholiny dodatnimi alfa bungaro, perysynaptycznymi komórkami Schwanna S100 dodatnimi, włóknami mięśniowymi faloidyno-dodatnimi i jądrami komórkowymi znakowanymi DAPI. Neurofilament 200 dodatnich włókien nerwowych biegł w wiązce.
Te włókna nerwowe dały gałęzie do pęcherzykowych zakończeń presynaptycznych dodatnich transportera acetylocholiny, które tworzyły lustrzany związek z postsynaptycznymi receptorami acetylocholiny dodatnimi dodatnimi dla toksyny alfa bungaro. Ponadto wykryto S100 dodatnie perysynaptyczne komórki Schwanna wokół 200 dodatnich włókien nerwowych neurofilamentu w pobliżu zakończeń presynaptycznych. Korelacja przestrzenna została następnie zademonstrowana w postaci trójwymiarowego wzorca ukazującego szczegółową charakterystykę morfologiczną połączenia nerwowo-mięśniowego z różnych perspektyw.
Aby zaobserwować więcej obrazowania w sekcjach mięśniowych, ważne jest, aby przeciąć mięsień poziomo wzdłuż długiej osi o grubości 80 mikronów.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Niniejsza praca prezentuje protokół badania korelacji przestrzennej między zakończeniami przesiętnymi, receptorami postsynaptycznymi oraz komórkami Schwanna otaczającymi synapsę w mięśniu śródgastrocnemiuszowym szczura. Wykorzystując immunofluorescencję z konkretnymi markerami, ocenia integralność i plastyczność połączeń nerwowo-mięśniowych w warunkach prawidłowych i patologicznych.
High-resolution visualization of neuromuscular junction (NMJ) morphology in rat muscle enables precise interrogation of synaptic integrity and plasticity, supporting early discovery and mechanistic de-risking in neuromuscular disease research. Quantitative imaging of pre- and post-synaptic structures, along with peri-synaptic Schwann cells, provides a robust foundation for target validation and translational continuity. This capability is critical for portfolio decisions in programs focused on nerve injury, regeneration, and neuromuscular disorders.
This imaging protocol integrates into the discovery-to-preclinical continuum, supporting hypothesis testing, target validation, and translational research in neuromuscular disease pipelines.